CN105651651A - 一种聚表二元驱油中表面活性剂的筛选方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种聚表二元驱油中表面活性剂的筛选方法。该方法包括以下步骤：配制不同的聚表二元驱溶液，所述不同的聚表二元驱溶液之间除了表面活性剂的种类不同，其它均相同；对配制的不同的聚表二元驱溶液分别进行综合性能测试，所述综合性能测试的测试项目包括界面张力、润湿性、乳化性能、洗油能力、热稳定性以及吸附稳定性；根据测得的结果，选择综合性能测试中满足测试项目要求最多的表面活性剂用于聚表二元驱油中。本发明提供过得技术方案从表面活性剂的驱油功能考虑，对其进行筛选，并首次系统地阐述了聚表二元驱油中表面活性剂的筛选方法，为筛选适宜油田的表面活性剂提供了依据。

Description

一种聚表二元驱油中表面活性剂的筛选方法

技术领域

本发明涉及一种表面活性剂的筛选方法，特别涉及一种聚表二元驱油中表面活性剂的筛选方法，属于石油开采领域。

背景技术

在油气田开发中，聚合物/表面活性剂二元驱油(也称之为聚表二元驱油)是具有巨大发展潜力的三次采油技术，其利用聚合物和表面活性剂的协同效应，显著改善了驱油效果，提高了原油的采收率，具体原理为：聚表二元驱油通过表面活性剂降低了油水的界面张力，改变了润湿性，降低了粘附功，使残余油乳化、剥离、拉丝并易于启动；且形成的乳状液进一步增加了驱替液的粘度，从而能够启动水驱无法启动的区域内的残余油；在较低的界面张力和乳状液增粘共同作用下，毛细管准数大幅度提升，提高了洗油效率，进而提高采收率。

在聚表二元驱油中，表面活性剂的筛选结果会直接影响到聚表二元驱油的效果，也会对现场应用产生重大影响，适宜的表面活性剂能大幅度提高聚表二元驱驱油的采收率；而目前对聚表二元驱油中表面活性剂的筛选评价都比较片面，且没有形成一个系统的筛选方法；现有技术在筛选表面活性剂时，主要考虑的是表面活性剂的界面张力性能，并未对影响表面活性剂驱油性能的因素做全面考虑，并且未权衡各因素的权重，缺乏系统性；根据现有方法筛选得到的表面活性剂，在实际应用过程中并不能起到很好的驱油效果。

因此，提供一种系统全面的聚表二元驱油中表面活性剂的筛选方法，成为本领域亟待解决的问题之一。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种聚表二元驱油中表面活性剂的筛选方法，该方法是从表面活性剂的驱油功能考虑，对其进行筛选，并首次系统地阐述了聚表二元驱油中表面活性剂的筛选方法，为筛选适宜油田的表面活性剂提供了依据。

为达到上述目的，本发明提供了一种聚表二元驱油中表面活性剂的筛选方法，其包括以下步骤：

步骤一：配制不同的聚表二元驱溶液，所述不同的聚表二元驱溶液之间除了表面活性剂的种类不同，其它均相同；

步骤二：对上述配制的不同的聚表二元驱溶液分别进行综合性能测试，所述综合性能测试的测试项目包括界面张力、润湿性、乳化性能、洗油能力、热稳定性以及吸附稳定性；

步骤三：根据上述步骤二测得的结果，选择综合性能测试中满足测试项目要求最多的表面活性剂用于聚表二元驱油中。

本发明提供的技术方案从表面活性剂的驱油功能出发，对影响表面活性剂驱油性能的因素进行了全面考虑，系统全面地阐述了聚表二元驱油中表面活性剂的筛选方法。

本发明提供的技术方案特别将热稳定性和吸附稳定性纳入考虑因素中，热稳定性和吸附稳定性能够直接反映表面活性剂在油藏高温下、油藏储层吸附作用下发挥驱油能力的长久性、持续性及有效性，对整个驱油体系至关重要；因而，与传统筛选方法相比，由本发明提供的技术方案筛选得到的表面活性剂能够显著提高原油的采收率。

在上述方法中，优选地，在步骤一中，配制不同的聚表二元驱溶液所用的聚合物均为部分水解聚丙烯酰胺；由于部分水解聚丙烯酰胺具有增粘驱油效果好、成本低的优势，其目前被广泛应用于国内油田的聚表二元驱油中。

在上述方法中，优选地，在步骤一中，所使用的表面活性剂包括非离子型表面活性剂、阳离子型表面活性剂、阴离子型表面活性剂或两性表面活性剂。

在上述方法中，所述界面张力的测试方法为：

利用界面张力仪在油藏温度下测定不同的聚表二元驱溶液与原油之间的界面张力。

在上述方法中，所述润湿性的测试方法为：

1)将相同规格的多块载玻片(数量由表面活性剂的种类数量确定)分别用相同体积量(一般300mL)的质量分数为1％的盐酸溶液浸泡24h，以除去表面有机物，然后分别以相同体积量(一般为500mL)的蒸馏水多次反复冲洗每块载玻片至中性，最后在油藏温度下烘24h；

2)将烘干后所有载玻片分别放入相同体积量(一般300mL)的质量百分比浓度30％的甲基硅油溶液中浸泡72h，以使载玻片的表面处理成亲油润湿；

3)分别以相同体积量(一般为500mL)的煤油冲洗所有载玻片表面，直至煤油均匀吸附在其表面为止，在油藏温度下烘24h；

4)接触角的测定：

①未被聚表二元驱溶液处理的载玻片和注入水的接触角的测定：采用动态接触角分析仪测定所有载波片与注入水之间的接触角α₁，如图1中的a所示；

②被聚表二元驱溶液处理后的载玻片和注入水的接触角的测定：分别以相同体积量(一般为500mL)的不同的聚表二元驱溶液浸泡载玻片48h，用蒸馏水冲洗，冲洗后在油藏温度下烘24h，采用动态接触角分析仪测定处理后的载玻片与注入水的接触角α₂，如图1中的b所示；

5)确定不同的聚表二元驱溶液改变接触角的能力ξ(如式1所示)

$\mathrm{\ξ}=\frac{{\mathrm{\α}}_1-{\mathrm{\α}}_2}{{\mathrm{\α}}_1}\×100\%$ 式1。

在上述方法中，所述乳化性能的测试方法为：

1)宏观乳化：将原油分别与不同的聚表二元驱溶液按照相同的体积比a:b装入100mL的量筒中，计算出初始的原油在整个溶液中的体积百分数β₁(如式2所示)密封震荡20min，在油藏温度下恒温静置1h、3h、5h、10h后，观测油水界面的变化情况，以乳状液与聚表二元驱溶液的分界面为界，通过观测两者的体积比，计算出乳状液在整个溶液中的体积百分数β₂(如式2所示)，最终确定不同的聚表二元驱溶液乳化原油的能力ψ(如式3所示)

$\mathrm{\β}=\frac{a}{a+b}\×100\%$ 式2

ψ＝β₂-β₁式3

2)微观乳化：用微量注射器(量程为0-1.00mL，精度为0.01mL)分别将不同的聚表二元驱溶液注射0.50mL到载玻片上，再用微量注射器将0.10mL的原油滴到聚表二元驱溶液的表面(操作时小心滴加，尽量减小外加扰动)或者边缘，在由高速摄像机和显微镜组成的观测系统(如图2所示)下记录相同时间段油水接触后的界面变化情况。

在上述方法中，所述洗油能力的测试方法为：

1)将现场油砂烘干12h，取重量m₁g烘干的油砂与油田原油(原油的用量可以根据油砂的重量确定，但要求至少使烘干油砂能够充分吸附原油)充分搅拌后，放置48h(以使原油充分吸附到油砂上)，然后于油藏温度下烘12h，称量此时的油砂重量m₂g，

计算出吸附在油砂上面的原油质量m₃g(如式4所示)；

m₃＝m₁-m₂式4

2)分别将m₃g的油砂与一定体积的不同的聚表二元驱溶液一起加入样品管中，注入时确保聚表二元驱溶液能够淹没油砂，在油藏温度下烘72h，观察原油的析出情况以及水相颜色的变化情况；

3)利用石油醚萃取，再蒸馏的方式计量72h后的洗出油量m₄，计算洗油效率ε(如式5所示)

$\mathrm{\ϵ}=\frac{m_4}{m_3}\×100\%$ 式5。

在上述方法中，所述热稳定性的测试方法为：

1)取多支(数量为表面活性剂种类与每种溶液测定次数的乘积)清洁、干燥的25mL安瓿瓶。将不同的聚表二元驱溶液分别装入烘干后的安瓿瓶内(安瓿瓶的结构如图3所示)，充入氮气(以除去氧气)后立即测定聚表二元驱溶液的粘度及其与原油在油藏温度下的界面张力，然后将其放置于电热恒温鼓风干燥箱在油藏温度下保存；

2)以配制聚表二元驱溶液当天作为第1天起，分别测定向后推的第7、14、21、28天，聚表二元驱溶液的粘度及其与原油在油藏温度下的界面张力，测试时，每支安瓿瓶中聚表二元驱溶液取出测定相关参数后，都作为废液处理，不再使用；

3)以第1天的粘度和界面张力为标准，分别计算出第7、14、21、28天后聚表二元驱溶液的粘度保留率η(如式6所示)

$\mathrm{\η}=\frac{{\mathrm{\μ}}_n}{{\mathrm{\μ}}_1}\×100\%$ 式6

式中，μ₁为第1天测定的粘度；μ_n为第n天测定的粘度；η为粘度保留率。

在上述方法中，所述吸附稳定性的测试方法为：

1)取油田现场油砂，并对其进行粉碎筛分，将相同质量的油砂与不同的聚表二元驱溶液按照1:10的质量比例在油藏温度下放入恒温振荡器中振荡24h，实现固液分离；

2)从分离后的液体中取少量相同质量的溶液，分别测定其粘度及其与原油在油藏温度下的界面张力；分离后的剩余部分的液体与相同质量的油砂仍以1:10的质量比例在油藏温度下放入恒温振荡器中振荡24h，实现固液分离，重复测定粘度和界面张力；按照所述步骤重复测试5次。

在上述方法中，优选地，在步骤二中，润湿性的评价标准为：

当ξ≤20％时，聚表二元驱溶液改变接触角的能力弱；在此前提下，如果α₂＜90°，对应的表面活性剂能够应用于聚表二元驱溶液，如果α₂≥90°，则对应的表面活性剂不能够用于聚表二元驱溶液；

当20％<ξ≤50％时，聚表二元驱溶液改变接触角的能力中等；在此前提下，如果α₂＜90°，对应的表面活性剂能够应用于聚表二元驱溶液，如果α₂≥90°，则对应的表面活性剂不能够应用于聚表二元驱溶液；

当ξ≥50％时，聚表二元驱溶液改变接触角的能力强，对应的表面活性剂能够应用于聚表二元驱溶液；

其中，ξ为接触角改变的大小；α₁为亲油载玻片未被聚表二元驱溶液处理前，注入的水与载玻片之间的接触角；α₂为亲油载玻片被聚表二元驱溶液处理后，注入的水与载玻片之间的接触角。

本发明将接触角改变的大小作为评价的标准，以此来对润湿性能进行细致地界定，按照该标准筛选得到的表面活性剂，其润湿性更能符合驱油的要求。

在上述方法中，优选地，润湿性的筛选标准为ξ≤50％且α₂＜90°，或者ξ≥50％；更优选地，润湿性的筛选标准为ξ≥50％。

在上述方法中，优选地，在步骤二中，所述乳化性能包括宏观乳化性能和微观乳化性能；其中，所述宏观乳化性能的评价标准为：

当ψ≤30％时，聚表二元驱溶液的乳化能力弱，对应的表面活性剂不能够应用于聚表二元驱溶液；

当30％＜ψ≤60％时，聚表二元驱溶液的乳化能力中等，对应的表面活性剂能够应用于聚表二元驱溶液；

当ψ＞60％时，聚表二元驱溶液的乳化能力强，对应的表面活性剂能够应用于聚表二元驱溶液；当不同的聚表二元驱溶液，它们的ψ值均＞60％时，ψ值越大，表明对应的表面活性剂越适合应用于聚表二元驱溶液；其中，ψ为聚表二元驱溶液乳化原油的能力；

所述微观乳化性能的评价标准为：在相同时间段内，以油水界面扰动的剧烈程度、漩涡的数量及大小为依据；在相同时间段内，油水界面扰动越剧烈，漩涡越大、越多，表明对应的表面活性剂越适合用于聚表二元驱油中。

本发明从宏观乳化性能和微观乳化性能两方面出发，并对宏观乳化性能进行细致地界定，按照该标准筛选得到的表面活性剂，其乳化性能更能符合驱油的要求。

在上述方法中，优选地，宏观乳化性能的筛选标准为ψ＞30％；更优选地，宏观乳化性能的筛选标准为ψ＞60％。

在上述方法中，优选地，在步骤二中，洗油能力的评价标准为：

当ε≤30％时，聚表二元驱溶液的洗油能力弱，对应的表面活性剂不能够应用于聚表二元驱溶液；

当30％<ε≤60％时，聚表二元驱溶液的洗油能力中等，对应的表面活性剂能够应用于聚表二元驱溶液；

当ε>60％时，聚表二元驱溶液的洗油能力强，对应的表面活性剂能够应用于聚表二元驱溶液；

其中，ε为洗油效率。

在上述方法中，优选地，洗油能力的筛选标准为ε>30％；更优选地，洗油能力的筛选标准为ε>60％。

在上述方法中，优选地，在步骤二中，热稳定性的评价标准为：当η在80％以上，且界面张力的数量级在10^-2以下时，聚表二元驱溶液的热稳定性符合要求，对应的表面活性剂能够应用于聚表二元驱溶液；其中，η为粘度保留率。

在上述方法中，优选地，在步骤二中，吸附稳定性的评价标准为：当η在80％以上，且界面张力的数量级在10^-2以下时，聚表二元驱溶液的吸附稳定性符合要求，对应的表面活性剂能够应用于聚表二元驱溶液；其中，η为粘度保留率。

在上述方法中，优选地，热稳定性的筛选标准为η在80％以上，且界面张力的数量级在10^-2以下。

在上述方法中，优选地，吸附稳定性的筛选标准为η在80％以上，且界面张力的数量级在10^-2以下。

在上述方法中，所述界面张力的筛选标准为界面张力的数量级在10^-2以下。

本发明的有益效果：

本发明提供的技术方案首次系统地阐述了由不同类型表面活性剂制成的聚表二元驱溶液针对某一特定油田的界面张力性能、润湿性能、乳化性、洗油性能、热稳定性、吸附稳定性的实验方法及评价标准，为筛选适宜油田的表面活性剂提供了依据，进而为提高聚表二元驱油的现场驱油效果提供了技术支撑。

附图说明

图1为聚表二元驱溶液使接触角发生改变的示意图，其中，a为未被聚表二元驱溶液处理的载玻片和注入水的接触角的示意图，b为被聚表二元驱溶液处理后的载玻片和注入水的接触角的示意图；

图2为油高速摄像机和显微镜组成的观测系统的工作示意图；

图3为安瓿瓶的结构示意图；

图4为热稳定性测试中，0.3％SP-1207+1200mg/LHPAM体系与原油的界面张力的变化曲线图；

图5为热稳定性测试中，0.3％ZHK-3+1200mg/LHPAM体系与原油的界面张力的变化曲线图；

图6为热稳定性测试中，0.3％SP-1207+1200mg/LHPAM体系与0.3％ZHK-3+1200mg/LHPAM体系的粘度变化曲线图；

图7为热稳定性测试中，0.3％SP-1207+1200mg/LHPAM体系与0.3％ZHK-3+1200mg/LHPAM体系的粘度保留率变化曲线图；

图8为吸附稳定性测试中，0.3％SP-1207+1200mg/LHPAM体系与原油的界面张力的变化曲线图；

图9为吸附稳定性测试中，0.3％ZHK-3+1200mg/LHPAM体系与原油的界面张力的变化曲线图；

图10为吸附稳定性测试中，0.3％SP-1207+1200mg/LHPAM体系与0.3％ZHK-3+1200mg/LHPAM体系的粘度变化曲线图；

图11为吸附稳定性测试中，0.3％SP-1207+1200mg/LHPAM体系与0.3％ZHK-3+1200mg/LHPAM体系的粘度保留率变化曲线图；

图12为微观可视模型驱油效果图，其中，a为初始饱和油的微观可视图、b为水驱后的微观可视图、c为聚表二元驱溶液0.3％SP-1207+1200mg/LHPAM驱替后的微观可视图、d为聚表二元驱溶液0.3％ZHK-3+1200mg/LHPAM驱替后的微观可视图。

具体实施方式

为了对本发明的技术特征、目的和有益效果有更加清楚的理解，现对本发明的技术方案进行以下详细说明，但不能理解为对本发明的可实施范围的限定。

实施例1

本实施例提供了一种聚表二元驱油中表面活性剂的筛选方法，该方法主要是针对新疆油田进行的，其包括以下步骤：

1)配制两种不同的聚表二元驱溶液，它们的组成如表1所示，表1中的表面活性剂由江苏省海安石油化工厂生产，聚合物由北京恒聚化工集团有限责任公司生产；

表1聚表二元驱溶液的组成

	溶液1	溶液2
			表面活性剂	SP-1207(质量分数为0.3％)	ZHK-3(质量分数为0.3％)
聚合物	HPAM(浓度为1200mg/L)	HPAM(浓度为1200mg/L)

2)对上述配制的两种不同的聚表二元驱溶液分别进行界面张力、润湿性、乳化性能、洗油能力、热稳定性以及吸附稳定性的测试(测试中所用的原油来自新疆油田)；其中，

界面张力测试中，所用的界面张力仪是由Dataphysics公司生产的，其型号为SVT20N型，测量范围为1×10^-6-2×10³mN/m，速度范围为0-1.7×10⁴rpm，分辨率为±0.01rpm；

润湿性测试中，所用的动态接触角分析仪是由美国Therrmo公司生产的，其型号为DCA-322型，测量范围为0-180°，精度为±0.1°；

乳化性能测试中，所用的高速摄像机是由Photron公司生产的，其型号为FastcamSA1型，拍摄条件为全帧1024×1024像素下5,400帧/秒，分段时最高675,000帧/秒；所用显微镜是由Zeiss公司生产的，其型号为STEREODiscovery-V8，其总放大倍率为3x-300x，最大工作距离为253mm，基本物体视场直径为23mm，实际视场范围为0.8-36.5mm；

3)测试结果：

①界面张力测试的结果如表2所示；

表2聚表二元驱溶液降低界面张力能力

②润湿性能测试的结果如表3所示；

表3聚表二元驱溶液改变接触角能力

③乳化性能测试的结果

a、宏观乳化性能测试：将原油与两种不同的聚表二元驱溶液按照相同的体积比a:b＝3:7装入100mL的量筒里进行测试，测试结果如表4所示；

从测试结果可以看出：在聚合物固定的情况下，当表面活性剂浓度一定时，0.3％SP-1207+1200mg/LHPAM二元体系与原油接触后，水相颜色较深，进入水相原油较多，形成了近混相的乳状液且比较稳定，其β₁为30％、β₂为100％、ψ为70％，乳化能力强；而0.3％ZHK-3+1200mg/LHPAM二元体系与原油接触后，油水界面清晰，无微乳液，其β₁为30％、β₂为34％、ψ为4％，乳化能力弱。

b、微观乳化性能测试：在由FastcamSA1高速摄像机(由Photron公司生产，全帧1024×1024像素下5,400帧/秒，分段时最高675,000帧/秒)和STEREODiscovery-V8显微镜(由Zeiss公司生产，总放大倍率为3x-300x，最大工作距离为253mm，基本物体视场直径为23mm，实际视场范围为0.8-36.5mm)组成的观测系统下记录油水接触后的界面变化情况；

观察结果表明：在相同的3s内，在聚合物固定的情况下，当表面活性剂浓度一定时，0.3％SP-1207+1200mg/LHPAM二元体系与原油接触后，发生“喷发式”的剧烈界面扰动、油滴很快发生分散变形，且油滴边缘与液滴的分界面处出现了很多旋涡状的流动、油滴在漩涡处聚集、乳化明显，最终油滴以油膜的形式铺展在二元体系的表面，乳化现象最明显；而0.3％ZHK-3+1200mg/LHPAM二元体系与原油接触后，在较长的一段时间内油滴形态基本无变化，表明其乳化能力弱。

表4聚表二元驱溶液宏观乳化能力

④洗油能力的测试：取20g烘干的油砂，50mL聚表二元驱溶液进行实验，测试结果如表5所示；

表5聚表二元驱溶液洗油能力

⑤热稳定性能测试：其测试结果如图4至图7所示；

由图4和图5可以看出：0.3％SP-1207+1200mg/LHPAM和0.3％ZHK-3+1200mg/LHPAM的界面张力都随着时间而不断上升，而最终SP-1207的界面张力仍然小于10^-2，而ZHK-3的界面张力却远大于10^-2；由图6和图7可以看出：二者的粘度都随着时间而不断下降，最终SP-1207的粘度保留率仍然大于80％，而ZHK-3的界面张力小于80％；综合上述测试结果可知SP-120相对于ZHK-3热稳定性更好，更适合做新疆油田聚表二元驱中表面活性剂；

⑥吸附稳定性能测试：其测试结果如图8至图11所示；

由图8和图9可以看出：0.3％SP-1207+1200mg/LHPAM和0.3％ZHK-3+1200mg/LHPAM的界面张力都随着时间而不断上升，而最终SP-1207的界面张力仍然小于10^-2，而ZHK-3的界面张力却远大于10^-2；由图10和图11可以看出：二者的粘度都随着时间而不断下降，最终SP-1207的粘度保留率仍然大于80％，而ZHK-3的界面张力小于80％。由此推断SP-120相对于ZHK-3吸附稳定性更好，更适合做新疆油田聚表二元驱中表面活性剂。

4)筛选结果

对上述两种不同的聚表二元驱溶液的综合性能进行评价，综合步骤(3)中所有的测试结果得出：SP-120相对于ZHK-3更适合做新疆油田聚表二元驱中表面活性剂。

实施例2

本实施例采用微观可视模型对实施例1中的两种不同表面活性剂的驱油效果进行测试，测试步骤如下所述：

1)微观可视模型：用光刻法将岩心铸体薄片上的孔隙网络复制下来，经过制版、涂胶、光成像、化学刻蚀、烧结成型和润湿性处理等步骤，制成微观仿真透明孔隙模型。模型尺寸为62mm×62mm×3.0mm，平面上有效尺寸为45mm×32mm，模型孔隙直径0.1-100μm。模型为五点井网的四分之一，在对角线处分别打一小孔，作为注入井和采出井；

2)取新疆克拉玛依油田七中区原油(858g/L)和航空煤油混合配制室温下粘度为7.8mPa·s的模拟油；取新疆克拉玛依油田七中区的地层水为模拟地层水，该模拟地层水的组成如表6所示；

表6新疆克拉玛依油田七中区模拟地层水组成

组分	KCl	CaCl2	MgCl2	Na2SO4	NaHCO3	NaCl
							浓度mg/L	1.40	73.59	35.34	199.94	1005.48	2141.92

3)实验操作步骤：

①饱和水：将微观可视模型抽真空2h后、饱和地层水24h；

②饱和油：用模拟油驱替地层水并稳定24h；

③水驱：以0.3ml/min水驱油至含水率100％为止，形成水驱剩余油；

④注二元驱：在室温下先注入2.5PV的0.3％ZHK-3+1200mg/LHPAM驱替残余油，然后再注2.5PV的0.3％SP-1207+1200mg/LHPAM，整个过程用显微摄像系统记录驱替过程动态图像(如图2所示)，其中，2.5PV即微观模型孔隙体积的2.5倍；目前注入2.5PV聚表二元驱溶液已经远远超过油田现场经济的注入量，所以可以认为2.5PV注入后的采出程度为此聚表二元驱的极限采出程度；

⑤实验结束，用石油醚清洗微观模型，微观可视模型测得的驱油效果如图12所示，其中，a为初始饱和油的微观可视图、b为水驱后的微观可视图、c为聚表二元驱溶液(0.3％SP-1207+1200mg/LHPAM)驱替后的微观可视图、d为聚表二元驱溶液(0.3％ZHK-3+1200mg/LHPAM)驱替后的微观可视图；

4)结果分析：

由图8看出：0.3％SP-1207+1200mg/LHPAM驱替出了0.3％ZHK-3+1200mg/LHPAM无法驱替出的原油，0.3％SP-1207+1200mg/LHPAM的波及体积更大，驱油效率更高，提高采收率效果更好。

实施例3

本实施例采用平板可视模型对实施例1中的两种不同表面活性剂的驱油效果进行测试，测试步骤如下所述：

1)平面夹砂模型：

①模型材料：由两块透明玻璃板胶结而成；

②模型实验区域尺寸(边角部分除外)：厚度约为2mm，长宽为18cm×18cm；

③模拟油层：充填不同粒径的石英砂来模拟油田现场不同渗透率的油层；

④模拟油井和水井：在模型上钻孔作为注入端和采出端；

⑤为了避免外加示踪剂对二元体系性能以及油水界面的影响，利用色差来考察水驱和二元驱的提高波及体积的程度；

2)实验操作步骤：

①模型称干重W₁；

②饱和水：抽真空后饱和模拟地层水，称湿重W₂，根据模拟地层水的密度，计算孔隙体积V；

③饱和油：多次用模拟油驱替模拟地层水，建立原始含油饱和度；

④注水：以0.3mL/min(现场注入速度约为2m/D)进行水驱油，当流出液含水率为98％左右，停止注水；

⑤注二元驱：在室温下先注入2.5PV的0.3％ZHK-3+1200mg/LHPAM驱替残余油，然后再注2.5PV的0.3％SP-1207+1200mg/LHPAM；

⑥整个过程在由高速摄像机(由Photron公司生产，型号为FastcamSA1)、显微镜(由Zeiss公司生产，型号为STEREODiscovery-V8)、计算机组成的摄录系统下进行；

3)结果分析：

实验观察结果为：0.3％SP-1207+1200mg/LHPAM驱替出了0.3％ZHK-3+1200mg/LHPAM无法驱替出的原油，0.3％SP-1207+1200mg/LHPAM的波及体积更大，驱油效率更高，提高采收率效果更好。

综合实施例2中的微观可视模型驱油效果和实施例3中的平板可视模型驱油效果：无论是微观可视模型，还是平板可视模型，0.3％SP-1207+1200mg/LHPAM都驱替出了0.3％ZHK-3+1200mg/LHPAM无法驱替出的原油，0.3％SP-1207+1200mg/LHPAM的波及体积更大，驱油效率更高，提高采收率效果更好；其中，对于平板可视模型，水驱后，原油的采收率达到36％；采用0.3％ZHK-3+1200mg/LHPAM驱油后，原油的采收率达到62％；而采用0.3％SP-1207+1200mg/LHPAM驱油后，原油的采收率达到84％。可见：SP-120相对于ZHK-3更适合做新疆油田聚表二元驱油中的表面活性剂，由此验证了聚表二元驱油中表面活性剂筛选方法的正确性及其应用价值。

Claims (10)

1.一种聚表二元驱油中表面活性剂的筛选方法，其包括以下步骤：

步骤一：配制不同的聚表二元驱溶液，所述不同的聚表二元驱溶液之间除了表面活性剂的种类不同，其它均相同；

步骤二：对上述配制的不同的聚表二元驱溶液分别进行综合性能测试，所述综合性能测试的测试项目包括界面张力、润湿性、乳化性能、洗油能力、热稳定性以及吸附稳定性；

步骤三：根据上述步骤二测得的结果，选择综合性能测试中满足测试项目要求最多的表面活性剂用于聚表二元驱油中；

优选地，在步骤一中，配制不同的聚表二元驱溶液所用的聚合物均为部分水解聚丙烯酰胺。

2.根据权利要求1所述的方法，其中：在步骤二中，润湿性的评价标准为：

当ξ≤20％时，聚表二元驱溶液改变接触角的能力弱；在此前提下，如果α₂＜90°，对应的表面活性剂能够应用于聚表二元驱溶液，如果α₂≥90°，则对应的表面活性剂不能够用于聚表二元驱溶液；

当20％<ξ≤50％时，聚表二元驱溶液改变接触角的能力中等；在此前提下，如果α₂＜90°，对应的表面活性剂能够应用于聚表二元驱溶液，如果α₂≥90°，则对应的表面活性剂不能够应用于聚表二元驱溶液；

当ξ≥50％时，聚表二元驱溶液改变接触角的能力强，对应的表面活性剂能够应用于聚表二元驱溶液；

其中，ξ为接触角改变的大小；α₁为亲油载玻片未被聚表二元驱溶液处理前，注入的水与载玻片之间的接触角；α₂为亲油载玻片被聚表二元驱溶液处理后，注入的水与载玻片之间的接触角。

3.根据权利要求2所述的方法，其中，润湿性的筛选标准为ξ≤50％且α₂＜90°，或者ξ≥50％；

优选地，润湿性的筛选标准为ξ≥50％。

4.根据权利要求1所述的方法，其中：在步骤二中，乳化性能包括宏观乳化性能和微观乳化性能；其中，宏观乳化性能的评价标准为：

当ψ≤30％时，聚表二元驱溶液的乳化能力弱，对应的表面活性剂不能够应用于聚表二元驱溶液；

当30％＜ψ≤60％时，聚表二元驱溶液的乳化能力中等，对应的表面活性剂能够应用于聚表二元驱溶液；

当ψ＞60％时，聚表二元驱溶液的乳化能力强，对应的表面活性剂能够应用于聚表二元驱溶液；

其中，ψ为聚表二元驱溶液乳化原油的能力。

5.根据权利要求4所述的方法，其中：宏观乳化性能的筛选标准为ψ＞30％；

优选地，宏观乳化性能的筛选标准为ψ＞60％。

6.根据权利要求1所述的方法，其中：在步骤二中，洗油能力的评价标准为：

当ε≤30％时，聚表二元驱溶液的洗油能力弱，对应的表面活性剂不能够应用于聚表二元驱溶液；

当30％<ε≤60％时，聚表二元驱溶液的洗油能力中等，对应的表面活性剂能够应用于聚表二元驱溶液；

当ε>60％时，聚表二元驱溶液的洗油能力强，对应的表面活性剂能够应用于聚表二元驱溶液；

其中，ε为洗油效率。

7.根据权利要求6所述的方法，其中：洗油能力的筛选标准为ε>30％；

优选地，洗油能力的筛选标准为ε>60％。

8.根据权利要求1所述的方法，其中：在步骤二中，

热稳定性的评价标准为：当η在80％以上，且界面张力的数量级在10^-2以下时，聚表二元驱溶液的热稳定性符合要求，对应的表面活性剂能够应用于聚表二元驱溶液；

吸附稳定性的评价标准为：当η在80％以上，且界面张力的数量级在10^-2以下时，聚表二元驱溶液的吸附稳定性符合要求，对应的表面活性剂能够应用于聚表二元驱溶液；

其中，η为粘度保留率。

9.根据权利要求8所述的方法，其中：热稳定性的筛选标准为η在80％以上，且界面张力的数量级在10^-2以下；吸附稳定性的筛选标准为η在80％以上，且界面张力的数量级在10^-2以下。

10.根据权利要求1-9任一项所述的方法，其中：界面张力的筛选标准为界面张力的数量级在10^-2以下。